JPH0673685B2 - 成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板

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JPH0673685B2
JPH0673685B2 JP1098084A JP9808489A JPH0673685B2 JP H0673685 B2 JPH0673685 B2 JP H0673685B2 JP 1098084 A JP1098084 A JP 1098084A JP 9808489 A JP9808489 A JP 9808489A JP H0673685 B2 JPH0673685 B2 JP H0673685B2
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誠 今中
進 増井
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板に関する。
<従来の技術> 自動車ボディ外板や家庭電気製品ないし板金家具類など
の外装板のように、塗装後の仕上がり外観が要求される
薄鋼板は従来冷間圧延鋼板が多用され、成形性との両立
から表面の粗度調整を調質圧延によって行っている。し
かし、特に自動車用鋼板の防錆上の見地から表面処理鋼
板を利用する割合が急速に増加しており、表面処理鋼板
における塗装後鮮映性とプレス成形性の両立が課題とな
っている。電気めっきのように比較的薄目付の表面処理
鋼板の場合、原板である冷延鋼板の表面粗度は表面処理
後も維持されており、表面粗度の管理は従来冷延鋼板の
延長上の技術でほぼ可能である。
しかし、さらなる防錆上の対策が必要な場合、合金化処
理を施した溶融亜鉛めっき鋼板のように、厚目付の表面
処理が必要となり、その場合の表面粗度は原板の表面粗
度をとは全く異なってしまうことが問題となっている。
すなわち、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、溶
融亜鉛めっき工程および合金化工程の両工程によって原
板の表面粗度から大きく変化してしまう。最終的な合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、特有の細かな凹凸
によって粗面化し、塗装後鮮映性およびプレス成形性の
両者に悪影響を及ぼすことが知られている。
今日、自動車の塗装表面仕上り品質は、直接顧客に自動
差の高級感および総合品質の高さを訴えることができる
ことから、重要の品質管理項目として最近注目されてい
る。塗装仕上がり品質の一つの指標として鮮映性があ
り、その向上のために主に塗装技術の改善が従来行われ
てきた。一方、薄鋼板の表面粗度は、従来プレス成形性
のために、ダル目付によって過度に粗面化するのが一般
的であった。しかし、塗装技術の向上とともに、塗装面
の素地となる薄鋼板の表面粗度と塗装後表面粗度との関
係が明らかとなり、鋼板表面粗度を管理することによっ
て塗装後鮮映性を向上することが可能であることがしだ
いに明らかにされてきた。
冷延鋼板の表面粗度の管理は従来ショットダル加工した
スキンパスロールを用いて調質圧延することによって行
われていたが、この主たる目的は、プレス成形性の改善
である。塗装後鮮映性を改善するためには冷延鋼板の表
面粗度を小さくする必要があり、この知見は、冷えばNI
LANらのSAE(SAE Tech,Peper Ser,No.800208)論文に
おいても紹介されている。
しかしこの結果をそのまま適用しても成形性の点から問
題が残る。成形性と鮮映性の両立は従来のショットダル
加工のようにだいたいの平均あらさの管理では不可能で
ある。特開昭62−168602号および特開昭62−224405号で
は冷延鋼板において塗装後鮮映性と成形性を両立するた
めの表面粗度管理技術を開示している。しかし、この適
用鋼種は、冷延鋼板あるいは表面処理鋼板の中でも表面
処理後も原板の表面粗度がそのまま受けつがれる薄目付
の種類に限られていた。
すなわち、溶融亜鉛めっき鋼板のような厚目付の表面処
理であったり、さらに合金化処理することによって表面
が粗面化する場合については、従来、鮮映性のための表
面粗度管理、あるいは成形性との両立のための粗度管理
は不可能とされ、このための研究はほとんど顧みられな
かった。
<発明が解決しようとする課題> 上述の先行特許において、対象鋼種はすべて冷延鋼板お
よび薄目付の表面処理鋼板に限られていた。それは、表
面粗度が原則として調質圧延によって決まる鋼種であ
り、目的とする粗度管理がこの工程で比較的容易にでき
ることがその理由としてあげられる。これに対し、合金
化溶融亜鉛めっき鋼板は、表面に細かな凹凸が存在し、
この凹凸の存在のために冷延鋼板の場合のような粗度管
理の効果は期待できないとされていた。
本発明は、合金化溶融めっき鋼板の塗装後鮮映性と成形
性の両者を冷延鋼板並みに改善するための表面粗度管理
技術を開示するものであり、成形性および塗装後鮮映性
がともに優れた合金化溶融めっき鋼板の製造法を提供す
ることを目的とする。
<課題を解決するための手段> すなわち、本発明は、平均あらさRaが0.6μm以下であ
る平坦部が鋼板表面の30%以上を占め、かつ、平坦部よ
り2μm以上低い凹部が最近接間隔50〜300μmとなる
ように分布し、平坦部と凹部がなす角度が5度以上30度
以下となる形状であることを特徴とする成形性と塗装後
鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供するも
のである。
また、前記凹部は深さ0.5μm以上の凹部によって連な
ることのないよう、個々に孤立して分布しているのがよ
い。
さらに個々の凹部の最近接間隔がその平均値の20%以上
隔たることのないことが好ましい。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面は、前述のようにめっ
き後の合金化の段階で形成される細かな凹凸のために表
面が第6図に示すように全体的に粗度化している。この
ことが従来この鋼種での表面粗度管理を困難にしてい
た。しかし、本発明ではこの状態を前提として、その後
の行程で実現可能な範囲で表面粗度を調整することによ
って、鮮映性および成形性の改善をはかっている。この
ためには、従来の平均あらさ、あるいはPPI(1インチ
当たりの山数)の管理だけでは不十分であり、さらに細
かな表面粗度構造の限定が必要であることが判明した。
そこで、本発明においては、特別のパラメータを用いて
表面粗度を管理することにより、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の成形性および塗装後鮮映性の両立を図る。
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の第6図に示すような表面を
本願におけるように適切に調整するには、各製造工程で
表面粗度の管理をする必要があるが、合金化溶融亜鉛め
っき後、スキンパスによって、最終的に表面粗度を調整
する方法も考えられ、その場合、レーザーダル加工を施
したロールを用いるのが好ましい。ブライトロールにレ
ーザーでダル加工を施して、溶融亜鉛めっき鋼板に与え
ようとする凹凸パターンを形成する。このダル加工ロー
ルを所望の転写率となるように圧下率にてめっき鋼板に
押し付ける。これにより転写率が所望の範囲となり本発
明の範囲の粗度レベルに制御することができれば成形性
および鮮映性が優れた溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。
しかし、本発明はその製造方法までも限定しない。
本発明においては、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の平坦あ
らさRaが0.6μm以下の平坦部の面積を30%以上とし、
かつ、平坦部より2μ以上低い凹部が最近接間隔50〜30
0μmとなるように分布し、平坦部と凹部がなす角度が
5度以上30度以下となる形状の範囲のもとすることが、
鮮映性、成形性のいずれにとっても有効であることを開
示している。
これを説明するため本発明の2次元粗度プロファイルの
模式図である第1図を参照すると、l1,l2,l3,l4は所定
の長さL内に含まれる平坦部であり、V1,V2は最近接凹
部間隔である。また、θ12345は、平
坦部と凹部とからなる角度を示す。すなわちここでいう
角度とは、平坦部と凹部の接点において、接線をひいた
ときの角度をいう。
平坦部とはRaが0.6μm以下の部分を意味し、これが30
%以上とは(l1+l2+l3)/L≧0.3を意味する。平坦部
面積率は、2次元粗度プロファイルの解析、あるいは3
次元粗度データを利用した鋼板表面の画像処理により求
めることができる。平坦部の面積率が30%未満であると
鮮映性が低下するので好ましくない。
そして、平坦部より2μm以上低い凹部が最近接間隔50
〜300μmとなるように上記凹部を溶融亜鉛めっき鋼板
面上に配設する。すなわち、50μm≦V1,V2≦300μmに
する。この範囲外では鮮映性と成形性の両立ができない
ため好ましくない。
また、平坦部と凹部とからなる角度は、5度以上30度以
下(5゜≦θ12345≦30゜)となるよ
うにする。5度未満では凹部での油の保持量が少なくな
るため、30度超では凹部に存在する油の摺動面への供給
が低下するため好ましくない。
さらに本発明において、上記凹部は深さ0.5μm以上の
凹部によって連なることのないよう個々に孤立して分布
し、平坦部によって分けられていることが好ましい。深
さ0.5μm以上の凹部でつらなると油が他の凹部に流出
し、摺動面への油の供給が少なくなるため好ましくな
い。
さらに個々の凹部の最近接間隔が、その平均値の20%以
上隔たることは好ましくない。
第1図の記号を用いて示すと、 0.8≦V1,V2≦1.2 とするようにする。この範囲をはずれると、鮮映性、摺
動性ともにばらつきが生じるために好ましくない。
未処理のおよび本発明による溶融亜鉛めっき鋼板(GA)
について、Ra≦0.6μmの面積率と最近接凹部間隔V
(μm)、あるいは平坦部と凹部とからなる角度θ
(゜)と関係を示すのが第2図である。これからわかる
ように、従来のGA材はVが測定不可能であり、Ra≦0.6
μmの面積率は数%の程度であるために特に鮮映性およ
び成形性のいずれも優れていない。これに対し、本発明
のGA材は従来のGA材では管理されていなかった粗度パラ
メータを使用し、表面粗度を限定することによって、従
来ほとんど不可能とされていた塗装後高鮮映性と良成形
性を達成することができる。
第4図および第5図には本発明による溶融亜鉛めっき鋼
板、第6図には未処理の従来の溶融亜鉛めっき鋼板の表
面プロファイルを示す。第6図の従来のものは合金化処
理時の結晶成長により表面がランダムに粗面化されてい
るのに対し、第4図および第5図に示す本発明のものは
平坦部と凹部が所望の割合で形成されているのがわか
る。そして平坦部と凹部は、第4図および第5図のよう
に規則的に配置されているのがよい。なお、第4図のも
のはSRa(3次元粗度測定器で求めた平均あらさ)が1.0
μm、SRmax(最大あらさ)が11.3μm、第5図のもの
はSRaが0.9μm、SRmaxが9μm、第6図のものはSRaが
1.3μm、SRmaxが14μmである。
<実施例> 次に本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
(実施例1) 厚さ0.7mmの冷延鋼板を原板とし(平均あらさ0.86μ
m)、単一条件で両面に目付両45/45g/m2の溶融亜鉛め
っきを施し、540℃×3secの合金化処理を施したとこ
ろ、第6図に例示するような合金化亜鉛めっき鋼板を得
た。これは表1に示す比較鋼1に相当する。
このようにして得た溶融亜鉛めっき鋼板に調質前処理を
施して鋼板表面を平滑化したレーザーダル加工を施した
ダルロールを用い、圧下率を変化させて表1に示すよう
な種々のダル加工鋼板を得た。これらについて表面特性
および下記の試験結果をあわせて表1に示す。また試験
結果は第3図に示す。
比較鋼1は合金化処理時に形成された凹凸によってかな
り粗度化をしているため摩擦係数が大きく、プレス成形
性がよくない。また、Ra≦0.6μmの面積率が小さいた
め塗装後鮮映性(DOI値)も悪い。
比較鋼2は、凹部の最近接間隔距離が大きくかつ凹部と
平坦部の成す角も大きいため、摩擦係数が大きく、故に
成形性が悪い。
比較鋼3は、凹部が連なっているため凹部間で油が逃げ
やすくなり、そのため摩擦係数が大きく、成形性が悪
い。
比較鋼4および5は、平坦部と凹部とからなる角度θが
大きいため、摩擦係数が大きく、故に成形性が悪い。
比較鋼6は、平坦部と凹部とからなる角度θが小さいた
め摩擦係数が大きく、かじりが発生する。
これに対し、本発明範囲に表面粗度を制御した本発明鋼
は塗装後鮮映性、成形性ともに優れているのがわかる。
なお、各特性の測定および試験は下記のようにして行っ
た。
(1)Raおよび平坦度面積率 3次元粗度曲線を測定し(第4図〜第6図)、この生デ
ータを画像処理装置ルーゼックス5000に入力した後、解
析することによって、平坦部の面接率を測定することが
できる。
Raは従来の定義を3次元にまで広げて測定している。す
なわち、 f(x,y)は表面曲線を示す関数 (2)凹部の最近接間隔 3次元粗度生データを画像処理装置を用いて解析し、凹
部の間隔を測定した。
(3)平坦部と凹部とから成る角度 3次元粗度データの中より、凹部の中央部を走査したデ
ータを抽出し、平坦部と凹部とから成す角度を求めた。
(4)成形性 プレス成形性は試料と型材との摩擦係数に密接な関係が
ある。このため、型材(SKD11、2cm巾)にて試料を両側
からはさんで押え荷重100kgの荷重をかけて試料をひき
ぬいたときの引き抜き抵抗から摩擦係数を求めた。
(5)塗装後鮮映性 試料に3コート(電着は、関西ペイント製エレクロン94
00を20μ、中塗りはTP−26シーラ、上塗りはアミラック
TH−13202(黒)を50μm塗布)を施した後DOI値を測定
した。
DOI値は、ハンター社製DORIGONメータで測定し、試料法
線の30゜の方向から光を照射した時の正反射光量をRs、
正反射より±0.3゜ずれた角度に反射してくる光の量を
0.3としたとき、 DOI=(Rs−R0.3)/Rs×100 として与えられる。この評価法は、人間の目視判定や、
試料にテストパターンが識別できるかを見るPGD法等の
従来の評価方法と良い相関を示す。
<発明の効果> 本発明の溶融亜鉛めっき鋼板(GA)は、合金化処理後の
粗面をRa≦0.6μmの面積率を30%以上を占め、平坦部
より2μm以上低い凹部が最近接間隔50〜300μmとな
るように分布し、平坦部と凹部がなす角度が5度以上30
度以下となる形状に処理してあるので成形性および塗装
後鮮映性ともにすぐれる。
さらに個々の凹部が連ならず、その最近接間隔がその平
均値の20%以内にするとなおよい。本発明は、GAの上に
さらにめっきを施す二層めっきの場合においても同様に
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の溶融亜鉛めっき鋼板の特性を説明する
ための線図である。 第2図は本発明のおよび従来の溶融亜鉛めっき鋼板の比
較のための図である。 第3図は実施例1の結果を示すグラフである。 第4図および第5図は本発明の、第6図は従来の溶融亜
鉛めっき鋼板のプロファイルの拡大図である。なお、倍
率は縦横(X,Y軸)それぞれ100倍、あらさ(垂直Z軸)
方向500倍である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 英夫 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 平2−259084(JP,A) 特開 平2−185959(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均あらさRaが0.6μm以下である平坦部
    が鋼板表面の30%以上を占め、かつ、平坦部より2μm
    以上低い凹部が最近接間隔50〜300μmとなるように分
    布し、平坦部と凹部がなす角度が5度以上30度以下とな
    る形状であることを特徴とする成形性と塗装後鮮映性に
    優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
  2. 【請求項2】前記凹部は深さ0.5μm以上の凹部によっ
    て連なることのないよう、個々に孤立して分布している
    請求項1に記載の成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化
    溶融亜鉛めっき鋼板。
  3. 【請求項3】個々の凹部の最近接間隔がその平均値の20
    %以上隔たることのない請求項1または2に記載の成形
    性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
JP1098084A 1989-04-18 1989-04-18 成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 Expired - Fee Related JPH0673685B2 (ja)

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